Trichodesmium (названный «Tricho», если коротко, исследователями) является одним из нескольких организмов в океане, который может «зафиксировать» атмосферный газ азота, делая его доступным для других организмов. Это крайне важно, потому что всей жизни – от морских водорослей до китов – нужен азот, чтобы вырасти.
Новое исследование от USC и находящегося в Массачусетсе Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) показывает, что изменение условий из-за изменения климата могло послать Tricho в перегрузку без способа остановиться – репродуцирование более быстрых и производящих партий больше азота. Без способности замедлиться, однако, у Tricho есть потенциал, чтобы проглотить все его имеющиеся ресурсы, которые могли вызвать вымирания микроорганизма и более высоких организмов, которые зависят от него.
Порождая сотни поколений бактерий в течение почти пяти лет в высокоуглеродистых условиях океана диоксида, предсказанных на 2100 год, исследователи нашли, что увеличенное подкисление океана развило Tricho, чтобы работать усерднее, произведя на 50 процентов больше азота, и стать быстрее.Проблема состоит в том, что они amped бактерии не могут выключить его, даже когда они размещены в условия с меньшим количеством углекислого газа.
Далее, адаптация не может полностью изменяться со временем – что-то не замеченное прежде эволюционными биологами и беспокоящий морским биологам, по словам Дэвида Хатчинса, ведущего автора исследования.«Потеря способности отрегулировать Ваш темп роста не является здоровой вещью», сказал Хатчинс, преподаватель в Колледже USC Dornsife Писем, Искусств и Наук. «Последняя вещь, которую Вы хотите, состоит в том, чтобы застрять с этими высокими темпами роста, когда нет достаточного количества питательных веществ, чтобы распространяться вокруг.
Это – проигрывающая стратегия в борьбе, чтобы выжить».Tricho нужны фосфор и железо, которые также существуют в океане в ограниченной поставке.
Без способа отрегулировать его рост, повышенный к турбо Tricho мог гореть через все его доступные питательные вещества слишком быстро и резко вымереть, который будет катастрофическим для всех других форм жизни в океане, которым нужен азот, который это произвело бы, чтобы выжить.Некоторые модели предсказывают, что увеличение подкисления океана усилит проблему питательного дефицита, увеличивая стратификацию океана – запирающий ключевые питательные вещества от организмов, которым нужны они, чтобы выжить.
Хатчинс сотрудничает с Эриком Уэббом Дорнсайфа USC и Мак Сайто WHOI, чтобы получить лучшее понимание того, на что будет похож будущий океан, в то время как это продолжает формироваться изменением климата. Они были потрясены открытием эволюционного изменения, которое, кажется, является постоянным – что-то Хатчинс, описанный как «беспрецедентное».«Tricho был изучен целую вечность. Никто не ожидал, что это могло сделать что-то настолько причудливое», сказал он. «Эволюционные биологи интересуются им только изучать это как основной эволюционный принцип».
Команда теперь изучает ДНК Tricho, чтобы попытаться узнать, как и почему необратимая эволюция происходит. Ранее в этом году исследование во главе с Уэббом нашло, что ДНК Трико необъяснимо содержит элементы, которые обычно только замечаются в более высоких формах жизни.
«Наши результаты в этом и вышеупомянутом исследовании действительно удивительны. Кроме того, они дают нам улучшенный, представление на то, как глобальное изменение климата повлияет на Trichodesmium и жизненные поставки нового азота, который это предоставляет остальной части морской пищевой сети в будущем».
Уэбб сказал.